畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-某緊湊型SUV汽車前懸架設(shè)計(jì)

1、某緊湊型 SUV 汽車前懸架設(shè)計(jì) I摘要在當(dāng)下，汽車已經(jīng)幾乎是家家戶戶必備的交通工具，出行的時(shí)候一定使用到的代步工具。而隨著中國(guó)家庭的生活質(zhì)量的提高，不管是家庭用車還是公共用車，人性化的要求都越來越多越來越高。而怎么提高汽車的各項(xiàng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)以滿足大眾需求已知是我們汽車人努力研究的方向和目標(biāo)。所以，關(guān)于汽車的設(shè)計(jì)是一個(gè)值得學(xué)習(xí)和研究的課題。ProE 對(duì)簡(jiǎn)化后的懸架模型進(jìn)行建模，更Admas Admas/view 模塊參數(shù)化模型進(jìn)行，進(jìn)行了懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。剖析了懸架各功能參數(shù)在車輪跳動(dòng)過程中的變化趨勢(shì)。本文研究的意圖和含義為在試制前的階段進(jìn)行規(guī)劃和實(shí)驗(yàn)仿真，并且提出改進(jìn)定見。在正式生產(chǎn)產(chǎn)品之前，

2、就可以提前預(yù)知估測(cè)可能出現(xiàn)的問題，進(jìn)而有充足的的世家去改正完善，這樣，既節(jié)約成本也能提高效率。本文的初步研究探討對(duì)于實(shí)踐有很大的價(jià)值。關(guān)鍵詞緊湊型SUV汽車；懸架設(shè)計(jì)；麥弗遜式懸架；ProE 5.0 建模；運(yùn)動(dòng)仿真；ADAMS/View全套圖紙加V信153893706或扣 3346389411 PAGE PAGE 9AbstractAt present, the car is almost a necessary means of transportation for every household. It must be used as a means of transportation w

3、hen traveling. With the improvement of the quality of life of Chinese families, no matter whether it is family car or public car, the requirements of humanization are more and more high. How to improve the performance evaluation index of the car to meet the needs of the public is the direction and g

4、oal of our Autobots. Therefore,the design of automobile is a subject worthy of study and research.This paper consists of two parts: design and simulation. First of all, query the vehicle type information that meets the conditions of the paper, determine the specific vehicle type, and understand why

5、the design steps of the suspension and what data are necessary, then carry outthe design of the front suspension; then simplify the McPherson independent suspension selected n this paper, use proe to model the simplified suspension model, change the format, import it into ADMAS, and use the paramete

6、rs of ADMAS/view module The suspension kinematics simulation is carried out. The change trend of suspension function parameters in the process of wheel runout is analyzed. The intention and meaning of this paper is to carry out planning and experiment simulation in the stage before trial production,

7、 and to put forward improvement opinions. Before the formal production of products, we can predict and estimate the possible problems in advance, and then there are enough aristocratic families to correct and perfect, which can not only save costs but also improve efficiency. The preliminary study o

8、f this paper is of great value to practice.Key compact SUV vehicle; suspension design; MacPherson suspension; ProE 5.0 modeling; motionsimulation;目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc98677939 摘要 PAGEREF _Toc98677939 h I HYPERLINK l _Toc98677940 Abstract PAGEREF _Toc98677940 h II HYPERLINK l _Toc98677941

9、 目 錄 PAGEREF _Toc98677941 h III HYPERLINK l _Toc98677942 第1章 緒論 PAGEREF _Toc98677942 h 1 HYPERLINK l _Toc98677943 1.1課題研究的目的及意義 PAGEREF _Toc98677943 h 1 HYPERLINK l _Toc98677944 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc98677944 h 1 HYPERLINK l _Toc98677945 1.2.1懸架設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc98677945 h 1 HYPERLINK l _Toc986779

10、46 1.2.2懸架仿真優(yōu)化現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc98677946 h 2 HYPERLINK l _Toc98677947 1.3設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、目標(biāo)及方案 PAGEREF _Toc98677947 h 2 HYPERLINK l _Toc98677948 1.3.1設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 PAGEREF _Toc98677948 h 2 HYPERLINK l _Toc98677949 1.3.2設(shè)計(jì)目標(biāo) PAGEREF _Toc98677949 h 3 HYPERLINK l _Toc98677950 1.3.3設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc98677950 h 3 HYPERLIN

11、K l _Toc98677951 第2章 麥弗遜式獨(dú)立懸架設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc98677951 h 4 HYPERLINK l _Toc98677952 2.1麥弗遜式獨(dú)立懸架簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc98677952 h 4 HYPERLINK l _Toc98677953 2.1.1懸架的功用和結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc98677953 h 4 HYPERLINK l _Toc98677954 2.1.2麥弗遜式獨(dú)立懸架的優(yōu)缺點(diǎn) PAGEREF _Toc98677954 h 4 HYPERLINK l _Toc98677955 2.2懸架設(shè)計(jì)基本參數(shù) PAGEREF _T

12、oc98677955 h 5 HYPERLINK l _Toc98677956 2.3懸架的彈性特性 PAGEREF _Toc98677956 h 5 HYPERLINK l _Toc98677957 2.3.1前懸架偏頻、靜撓度和動(dòng)撓度的選擇 PAGEREF _Toc98677957 h 5 HYPERLINK l _Toc98677958 2.3.2懸架剛度計(jì)算 PAGEREF _Toc98677958 h 6 HYPERLINK l _Toc98677959 2.4螺旋彈簧的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc98677959 h 6 HYPERLINK l _Toc98677960 2.4.

13、1螺旋彈簧的剛度 PAGEREF _Toc98677960 h 6 HYPERLINK l _Toc98677961 2.4.2 計(jì)算彈簧鋼絲直徑 d PAGEREF _Toc98677961 h 7 HYPERLINK l _Toc98677962 2.4.3 彈簧校核 PAGEREF _Toc98677962 h 8 HYPERLINK l _Toc98677963 2.4.4彈簧表面剪切應(yīng)力校核 PAGEREF _Toc98677963 h 8 HYPERLINK l _Toc98677964 2.5 減震器的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc98677964 h 9 HYPERLINK l

14、 _Toc98677965 2.5.1減震器結(jié)構(gòu)類型的選擇 PAGEREF _Toc98677965 h 9 HYPERLINK l _Toc98677966 2.5.2減震器參數(shù)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc98677966 h 9 HYPERLINK l _Toc98677967 2.5.3減震器阻尼系數(shù)的確定 PAGEREF _Toc98677967 h 9 HYPERLINK l _Toc98677968 2.5.4減震器最大卸荷力F0 的確定 PAGEREF _Toc98677968 h 10 HYPERLINK l _Toc98677969 2.5.5減震器工作缸直徑D的確定 PA

15、GEREF _Toc98677969 h 10 HYPERLINK l _Toc98677970 2.6 橫向穩(wěn)定桿設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc98677970 h 11 HYPERLINK l _Toc98677971 2.6.1穩(wěn)定桿接頭形式選擇 PAGEREF _Toc98677971 h 11 HYPERLINK l _Toc98677972 2.6.2穩(wěn)定桿直徑計(jì)算 PAGEREF _Toc98677972 h 11 HYPERLINK l _Toc98677973 2.6.3穩(wěn)定桿校核 PAGEREF _Toc98677973 h 12 HYPERLINK l _Toc98677

16、974 2.7輪胎尺寸 PAGEREF _Toc98677974 h 13 HYPERLINK l _Toc98677975 2.8半軸初步計(jì)算 PAGEREF _Toc98677975 h 13 HYPERLINK l _Toc98677976 第3章 麥弗遜前懸架三維實(shí)體建模 PAGEREF _Toc98677976 h 14 HYPERLINK l _Toc98677977 3.1懸架各零件建模 PAGEREF _Toc98677977 h 14 HYPERLINK l _Toc98677978 3.1.1車輪的創(chuàng)建 PAGEREF _Toc98677978 h 14 HYPERLINK

17、 l _Toc98677979 3.1.2螺旋彈簧的創(chuàng)建 PAGEREF _Toc98677979 h 15 HYPERLINK l _Toc98677980 3.1.3制動(dòng)盤的創(chuàng)建 PAGEREF _Toc98677980 h 16 HYPERLINK l _Toc98677981 3.1.4轉(zhuǎn)向節(jié)的創(chuàng)建 PAGEREF _Toc98677981 h 16 HYPERLINK l _Toc98677982 3.1.5 下橫臂的創(chuàng)建 PAGEREF _Toc98677982 h 17 HYPERLINK l _Toc98677983 3.1.6減震器的創(chuàng)建 PAGEREF _Toc986779

18、83 h 17 HYPERLINK l _Toc98677984 3.1.7其他零部件的創(chuàng)建 PAGEREF _Toc98677984 h 17 HYPERLINK l _Toc98677985 3.2懸架的裝配 PAGEREF _Toc98677985 h 18 HYPERLINK l _Toc98677986 3.2.1組件裝配概述 PAGEREF _Toc98677986 h 18 HYPERLINK l _Toc98677987 3.2.2裝配懸架組件的過程 PAGEREF _Toc98677987 h 18 HYPERLINK l _Toc98677988 3.3轉(zhuǎn)向節(jié)的裝配 PAG

19、EREF _Toc98677988 h 19 HYPERLINK l _Toc98677989 3.4減震器組件的裝配 PAGEREF _Toc98677989 h 19 HYPERLINK l _Toc98677990 3.6轉(zhuǎn)向橫拉桿的裝配 PAGEREF _Toc98677990 h 20 HYPERLINK l _Toc98677991 3.7螺旋彈簧的裝配 PAGEREF _Toc98677991 h 20 HYPERLINK l _Toc98677992 3.8半軸的裝配 PAGEREF _Toc98677992 h 20 HYPERLINK l _Toc98677993 3.9下

20、控制臂的裝配 PAGEREF _Toc98677993 h 20 HYPERLINK l _Toc98677994 第4章 基于ADAMS/View的懸架仿真分析 PAGEREF _Toc98677994 h 22 HYPERLINK l _Toc98677995 4.1麥弗遜懸架簡(jiǎn)化模型 PAGEREF _Toc98677995 h 22 HYPERLINK l _Toc98677996 4.2 在ADAMS/View中導(dǎo)入懸架模型 PAGEREF _Toc98677996 h 22 HYPERLINK l _Toc98677997 4.3 測(cè)試懸架模型 PAGEREF _Toc986779

21、97 h 27 HYPERLINK l _Toc98677998 4.4 仿真結(jié)果的分析 PAGEREF _Toc98677998 h 34 HYPERLINK l _Toc98677999 結(jié)論 PAGEREF _Toc98677999 h 36 HYPERLINK l _Toc98678000 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc98678000 h 37 HYPERLINK l _Toc98678001 致謝 PAGEREF _Toc98678001 h 39 第1章 緒論1.1課題研究的目的及意義如今的汽車工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)越來越重要的位置，可以說比重在逐年穩(wěn)定上升， SUV中國(guó)經(jīng)濟(jì)社

22、會(huì)持續(xù)發(fā)展；人們生活水平不斷提升，汽車已經(jīng)是我們生活不能缺席的東西；人們隨著經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力指標(biāo)的發(fā)展越來越關(guān)注車輛的操縱性要求。這種要求不僅是轎車，越野車也逐漸反映出來，開始推出對(duì)車輛操縱性的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)系統(tǒng)。人們意識(shí)到，懸架系統(tǒng)的好壞直接影響著汽車的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，所以設(shè)計(jì)工程師們也逐漸把懸架的設(shè)計(jì)作為汽車設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。SUVSUV1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1懸架設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀20198Milan 等人18針對(duì)電動(dòng)汽車的輕量化車身設(shè)計(jì)了一種全新的懸架，2019月，Ahamd Mozaffari 等人19】針對(duì)無人駕駛汽車進(jìn)行了懸架設(shè)計(jì)，2016 5 月，郭孔輝74 月，王思遠(yuǎn)10以電動(dòng)主動(dòng)懸架為研究

23、對(duì)象，通過虛擬模擬，得出結(jié)論：LQR 控制的主動(dòng)懸架天棚、地棚阻尼控制相比，不僅懸架動(dòng)撓度降低，車輪振動(dòng)現(xiàn)象也得到很好的改善。2018年10月，邱雪君8以大學(xué)生巴哈越野車為研究對(duì)象，從運(yùn)動(dòng)學(xué)以及彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)兩個(gè)方向來圍繞小型越野車進(jìn)行懸架設(shè)計(jì)。1.2.2懸架仿真優(yōu)化現(xiàn)狀2017年，Anirban C Mitra151/4ADMAS ADAMS 2020年，Hamid Taghavifar16認(rèn)為越野地形總是給車輛的懸掛系統(tǒng)施加較大的激勵(lì)幅度ISMC 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，用于控制車輛穿越可變形地形時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)，并且201610ADAMS仿真軟件對(duì)他們公司的新型場(chǎng)地試車進(jìn)行建CarInsight2017

24、91:2512 月，王琳等人23相比王丹迎等人以同樣的方式進(jìn)行了20191019SUV81.3設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、目標(biāo)及方案1.3.1設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容SUV的前懸架。首先，通過搜集整理相關(guān)文獻(xiàn)資料， SUVCR-V，ADAMS/View模塊中導(dǎo)入懸架的簡(jiǎn)化模型，并進(jìn)行仿真分析，以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。1.3.2設(shè)計(jì)目標(biāo)Admas 1.3.3設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化的技術(shù)路線具體如下圖：調(diào)查研究并選定車型調(diào)查研究并選定車型數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)要求分析懸架動(dòng)、靜撓度計(jì)算導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)減震器件設(shè)計(jì)計(jì)算校核繪制裝配圖、零件圖ADAMS 中進(jìn)行仿真后在軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)優(yōu)化撰寫設(shè)計(jì)說明書圖1.1：設(shè)計(jì)技術(shù)路線第2章

25、麥弗遜式獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)2.1麥弗遜式獨(dú)立懸架簡(jiǎn)介2.1.1懸架的功用和結(jié)構(gòu)汽車懸架的功用總結(jié)如下：抑制和減輕不平坦路面上激起的振動(dòng)和沖擊；傳遞汽車受到的各個(gè)方向的力和力矩；螺旋彈簧、減震器、三角形下擺臂三個(gè)部分組成了麥弗遜式懸架，大多數(shù)車型還會(huì)加上橫向穩(wěn)定桿。結(jié)構(gòu)圖如下圖2.1：圖2.1 麥弗遜式懸架結(jié)構(gòu)圖2.1.2麥弗遜式獨(dú)立懸架的優(yōu)缺點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，占有的空間小，然后有利于加寬發(fā)動(dòng)機(jī)艙。（2）使轎車易于裝置橫置發(fā)動(dòng)機(jī)。麥克弗森式懸架的首要缺陷包括以下幾點(diǎn)：（1）跟著懸架壓縮、側(cè)傾中心、車輪外傾角的變化規(guī)則不太理想。（2）把力和振蕩傳給輪罩內(nèi)側(cè)板（在立柱與車身銜接處），

26、然后傳到轎車前部。（3）比較難以阻隔道路噪聲。2.2懸架設(shè)計(jì)基本參數(shù)懸掛設(shè)計(jì)所需汽車的基本參數(shù)見下表2.1：表2.1本田 CR-V 基本參數(shù)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)車身寬/高軸距前輪距后輪距整車整備質(zhì)量最小離地間隙1820mm/1680mm 2620mm 1565mm 1565mm 1590kg 185mm發(fā)動(dòng)機(jī)形式/排量2.0.L150馬力L4輪胎規(guī)格225 / 65R17懸架系統(tǒng)前：麥弗遜獨(dú)立前懸架最大總質(zhì)量1923kg2.3懸架的彈性特性2.3.1前懸架偏頻、靜撓度和動(dòng)撓度的選擇表2.2汽車的偏頻、靜撓度和動(dòng)撓度值取值范圍車型偏頻 n/Hz靜撓度 fc/cm動(dòng)撓度 fd/cm貨車1.52.25116

27、9轎車0.91.6103079大客車1.31.871558越野車1.42.06137131.42.0Hz613cm；713cm。n1/n2=1.5 Hz。由下式：故 考慮到前后軸負(fù)載和駕駛員駕駛舒適性之間的差異，前懸架的靜態(tài)撓度通常會(huì)稍大一些，但也不能過大，否則會(huì)造成較大的車身縱向角振動(dòng)，會(huì)影響后座乘客舒適性，故符合條件；根據(jù)靜撓度值選取動(dòng)撓度值，考慮到設(shè)計(jì)車型為中型越野車，行駛條件較差，值應(yīng)選取較大，即動(dòng)撓度值應(yīng)選取較大，。-1.5 Hz 。2.3.2懸架剛度計(jì)算已知：懸上質(zhì)量： 懸架剛度2.4螺旋彈簧的設(shè)計(jì)2.4.1螺旋彈簧的剛度螺旋彈簧形式如圖2.2所示：圖2.2.彈簧兩端結(jié)構(gòu)圖計(jì)算麥弗

28、遜獨(dú)立懸架的懸架剛度C的方法示例：如下圖2.3所示。圖2.3 懸架幾何關(guān)系示意圖b=2200mm； p=2288.88mm得2.4.2 計(jì)算彈簧鋼絲直徑 d根據(jù)下面的公式可以計(jì)算：式中i-彈簧有效工作圈數(shù)，先取8; G-彈簧材料的剪切彈性模量，取8.3x104Mpa;Dm 彈簧平均直徑，取110 mm;代入計(jì)算得：d=15.72 mm，即取 d=16mm2.4.3 彈簧校核（1）彈簧剛度校核彈簧剛度的計(jì)算公式為：代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得彈簧剛度Cs 為：所以彈簧選擇符合剛度要求。2.4.4彈簧表面剪切應(yīng)力校核彈簧鋼絲表面的剪應(yīng)力為：式中：P彈簧軸向載荷。C彈簧指數(shù)（旋繞比），；K-曲度系數(shù)；且；已知

29、Dm =110mm，d=16mm，可以算出彈簧指數(shù) C 和曲度系數(shù)K;則彈簧表面的剪切應(yīng)力為：=0.63=0.631569Mpa=988.47MPa，因?yàn)?，所以彈簧滿足要求。2.5 減震器的設(shè)計(jì)2.5.1減震器結(jié)構(gòu)類型的選擇減震器大致可分為兩大類，即摩擦式減震器和液壓減震器。其中，液力式用的最多。它可分為搖臂式和筒式。而筒式減震器的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)使得它現(xiàn)在被廣泛使用。另外，這種類型的又被分為雙筒式、單筒式和充氣筒式。其中，雙筒式應(yīng)用最為廣泛。減震器的功能是吸收并轉(zhuǎn)化懸架垂直振動(dòng)的能量，迅速衰減振動(dòng)。沖低氣壓的雙筒充氣式減震器的優(yōu)點(diǎn)有:閥的響應(yīng)無論什么時(shí)候都比較敏感；阻尼特性好；車輛不容易振動(dòng)，舒適性

30、好；就算氣壓低，仍可以正常工作；同比對(duì)照單筒式，由于沒有浮動(dòng)活塞，摩擦也較小，占用軸向尺寸小；噪聲小；所以我選用雙筒式減震器。2.5.2減震器參數(shù)設(shè)計(jì)1、阻尼系數(shù)為了讓減震器達(dá)到阻尼大，沖擊小的效果，y0小些，yc大些，兩者之間有yc=（0.25-0.50）y0的關(guān)系。設(shè)計(jì)時(shí)，一般先選取。對(duì)于我選取的彈簧，往往取=0.25-0.35；故取=0.3，則有：，計(jì)算得，2.5.3減震器阻尼系數(shù)的確定由 故，代入數(shù)據(jù)得：懸上質(zhì)量偏頻=0.94HZ；ms是一側(cè)懸架的懸上質(zhì)量ms=750kg。故 PAGE PAGE 162.5.4減震器最大卸荷力F0 的確定關(guān)于卸荷速度Vx ，有：A 為車身振幅，取40m

31、m；為懸架偏頻，有代入數(shù)據(jù)計(jì)算得卸荷速度為：2.5.5減震器工作缸直徑D的確定筒式減震器工作缸直徑 D 為：其中，p缸內(nèi)最大允許壓力，取,取p=3Mpa；連桿直徑與工作缸直徑比值=0.4 mm0.5mm.，取=0.4。代入計(jì)算得工作缸直徑 D 為：減震器的工作缸直徑 D 選取時(shí)按照標(biāo)準(zhǔn)選用，按下表選擇。工作缸直徑D2.3 減振器系列選用表2貯油直徑Dc基長(zhǎng)L吊環(huán)直徑活塞行程S吊環(huán)直徑寬度 B3044 （47）11（120）24230240250260、29270、2805070（75）17（180）40120130140150、47160、170、180405414（150）321201301

32、40150、39270、280所以選擇工作缸直徑 D=30 mm的減震器，對(duì)照上表活塞行程S =240mm ，基長(zhǎng) L=110mm，則：Lmin= L + S = 240 + 110 = 350 mm （壓縮到底的長(zhǎng)度）Lmax= Lmin+ S = 350 + 240 = 590 mm （拉足的長(zhǎng)度）取貯油缸直徑 DC =44 mm，壁厚取 2 mm。2.6 橫向穩(wěn)定桿設(shè)計(jì)2.6.1穩(wěn)定桿接頭形式選擇 1、兩端連接處結(jié)構(gòu)形式的選擇圖2.4 接頭剖面圖2、中段與車架連接點(diǎn)處結(jié)構(gòu)形式的選擇當(dāng)穩(wěn)定桿的中間部分與車架連接時(shí)，橡膠部件需要吸收振動(dòng)。如圖所示，橡膠部件是橫截面。橡膠元件放置在近似 U 形

33、元件中，并且 U 形元件固定到框架上。圖2.5 接頭剖面圖2.6.2穩(wěn)定桿直徑計(jì)算由公式 式中為角剛度，為材料彈性模量，=，為穩(wěn)定桿的截面慣性矩, , 為穩(wěn)定桿兩端間的距離其余變量如下圖所示8。穩(wěn)定桿材料為60Si2Mn。顯而易見，敲定穩(wěn)定桿的結(jié)構(gòu)后，可以初步估算穩(wěn)定桿的直徑。1565mm，所以初步選取, , , 取，則圖 2.6 穩(wěn)定桿結(jié)構(gòu)尺寸圖故取d 32mm。2.6.3穩(wěn)定桿校核穩(wěn)定桿處的半徑取。1、穩(wěn)定桿的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 為端點(diǎn)處的作用力，=。 2、彎曲應(yīng)力截面在彎矩的作用下產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。 綜上所述，滿足要求。2.7輪胎尺寸車型的輪胎規(guī)格為225/65R17，2.8半軸初步計(jì)算半軸的安裝形

34、式選擇全浮式。式中為負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，取= 1.2，為附著系數(shù)取= 0.8，為車輪滾動(dòng)半徑，為最大靜載荷。d k 3 M ，k 為直徑系數(shù)一般為0.205 0.218取k 0.21取d =25mm。第3章 麥弗遜前懸架三維實(shí)體建模3.1懸架各零件建模3.1.1車輪的創(chuàng)建Po/3.1所示。圖3.1零件創(chuàng)建界面先草繪出基本的形狀，再進(jìn)行拉伸、陣列和旋轉(zhuǎn)等實(shí)體特征建立，還有打孔和倒角等工程特征建立，建立車輪的三維模型，如圖 3.2 所示。圖3.2 車輪模型3.1.2螺旋彈簧的創(chuàng)建1.創(chuàng)建一個(gè)新文件，名稱為螺旋彈簧的英文：“tanhuang”，類型還是為零件，子類型還是第一個(gè)選項(xiàng)，選擇使用缺省模板。2.3

35、.3 所示，然后點(diǎn)擊“完成”。3.點(diǎn)擊完成以后，軟件會(huì)提醒你選取目標(biāo)，在左邊的模型樹里面選取基準(zhǔn)平面 TOP， 或者直接點(diǎn)擊頁面也可以。點(diǎn)擊確定后再點(diǎn)擊缺省，進(jìn)入草繪界面。4.用直線工具，先在中心畫一條彈簧旋轉(zhuǎn)的中心線，再畫一條直線作為彈簧的高度， 然后打鉤。5.要求輸入節(jié)距值，輸入：“36”再打鉤。6.在中心處繪制一個(gè)圓，即為彈簧的剖面，再打鉤，退出草繪模式。單擊“確定”，最后生成的螺旋掃描曲面如圖 3.4 所示。 PAGE PAGE 30 圖3.3 屬性菜單圖圖3.4 最后生成的螺旋彈簧3.1.3制動(dòng)盤的創(chuàng)建和車輪同理，經(jīng)過草圖繪制后，旋轉(zhuǎn)、拉伸得到想要的三維模型：制動(dòng)盤如圖3.5所示圖3

36、.5 制動(dòng)盤模型3.1.4轉(zhuǎn)向節(jié)的創(chuàng)建同理可以得到轉(zhuǎn)向節(jié)的三維模型如圖3.6 所示。圖 3.6 轉(zhuǎn)向節(jié)模型3.1.5 下橫臂的創(chuàng)建同理的到得到下橫臂如圖 3.7 所示。3.1.6減震器的創(chuàng)建同理得到得到的轉(zhuǎn)向節(jié)如圖 3.8 所示。圖3.7 下橫臂模型圖圖3.8 減震器模型3.1.7其他零部件的創(chuàng)建轉(zhuǎn)向橫拉桿球頭銷、減震器安裝螺栓、轉(zhuǎn)向橫拉桿的模型如圖 3.93.103.11 圖3.9 減震器安裝螺栓圖3.10轉(zhuǎn)向橫拉桿球頭銷圖 3.11 轉(zhuǎn)向橫拉桿3.2懸架的裝配3.2.1組件裝配概述Pro/E 中，零件的裝配是通過定義參與裝配的各個(gè)零件之間的裝配約束來實(shí)現(xiàn)的， 在本節(jié)中，將根據(jù)自下而上的組裝

37、設(shè)計(jì)概念進(jìn)行麥克弗森前懸架組件的組裝3.2.2裝配懸架組件的過程1.制動(dòng)盤組件的裝配3.12、3.13所示。 圖3.12 裝配制動(dòng)盤圖3.13 裝緊固螺栓3.3轉(zhuǎn)向節(jié)的裝配將轉(zhuǎn)向節(jié)通過對(duì)齊和配合，裝配在車輪上，如圖 3.14 所示。圖3.14 轉(zhuǎn)向節(jié)裝配3.4減震器組件的裝配如圖 3.15、3.16 所示，將減震器組件按相應(yīng)空間位置關(guān)系裝配起來，并將減震器與轉(zhuǎn)向節(jié)間的連接螺栓安裝上。 圖3.15 減震器安裝圖3.16 連接螺栓安裝3.6轉(zhuǎn)向橫拉桿的裝配轉(zhuǎn)向橫拉桿與轉(zhuǎn)向節(jié)臂間的球頭銷連接起來，如圖3.17、3.18 所示,將橫拉桿裝配起來。圖3.17 轉(zhuǎn)向橫拉桿裝配圖3.18 球頭銷連接3.7螺

38、旋彈簧的裝配將螺旋彈簧通過對(duì)齊和配合的方式裝配在減震器上，如圖 3.19 所示。3.8半軸的裝配將半軸通過對(duì)齊和配合的方式裝配在車輪組件上，如圖 3.19 所示。3.9下控制臂的裝配裝配下橫臂，得到懸架系統(tǒng)總成，如圖 3.20 所示。圖 3.19 螺旋彈簧和半軸的裝配圖 3.20 懸架總成裝配關(guān)系第4章 基于ADAMS/View的懸架仿真分析4.1麥弗遜懸架簡(jiǎn)化模型圖 4.1 麥弗遜懸架簡(jiǎn)化模型懸架建模關(guān)鍵點(diǎn)確定關(guān)鍵點(diǎn)按照熟悉順序依次代表：懸架下控制臂外點(diǎn)，懸架下控制臂內(nèi)點(diǎn)，減振器上鉸點(diǎn)，車輪的中間的點(diǎn)，減振器與轉(zhuǎn)向節(jié)連接的下方的點(diǎn)，轉(zhuǎn)向節(jié)的正中點(diǎn)，轉(zhuǎn)向橫拉桿內(nèi)鉸點(diǎn)，轉(zhuǎn)向橫拉桿外鉸點(diǎn)。各個(gè)關(guān)鍵

39、點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值具體如下圖的表所示：圖 4.2 關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)表4.2 在ADAMS/View中導(dǎo)入懸架模型1.創(chuàng)建文件“Create a new （Model Name） 欄中輸入“model_22”，其它的選項(xiàng)就用系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置，按“OK”。圖 4.3 ADAMS/View 進(jìn)入界面2.設(shè)置工作環(huán)境在 ADAMS/View 頁面的左上角，選擇設(shè)置（Setting）中的（Units）命令，將這個(gè)頁面中的，模型的單位由上往下設(shè)置為 mm、kg、N、s、deg 和 HZ（如圖 4.4 所示）。（4.5 所示）。ADAMS/View （Setting）Y 軸負(fù)方向，大小為-9806.65（如圖所示）。圖

40、4.4 單位設(shè)置窗口圖4.5 工作網(wǎng)格設(shè)置窗口圖4.6 重力設(shè)置窗口3.創(chuàng)建設(shè)計(jì)點(diǎn)圖點(diǎn)擊功能選項(xiàng)中bodies-construction中的點(diǎn) ，直接在默認(rèn)選項(xiàng)的情況下，隨機(jī)點(diǎn)八個(gè)點(diǎn)，然后雙擊某個(gè)點(diǎn)，出現(xiàn) point table 后進(jìn)行坐標(biāo)標(biāo)記，如圖 4.7 所示。這八個(gè)點(diǎn)是各個(gè)運(yùn)動(dòng)副相連接的位置。4.導(dǎo)入懸架的模型直接導(dǎo)入在 ProE 中建模好的裝配文件進(jìn)行仿真，把格式改為 exmple.x_t 后導(dǎo)入。5.創(chuàng)建懸架的構(gòu)件間的約束根據(jù)懸架的各構(gòu)件之間的連接方式，以及各個(gè)零件是怎么相互帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)的，在各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之間建立連接副。具體創(chuàng)建過程如下：點(diǎn)擊connectors-joints中約束庫的球副

41、 ，設(shè)置連接的兩個(gè)物體為“2Bodies_1Location”和“Normal To Grid”，選擇下控制臂和 PART_18 為參考物體，選擇POINT_1 為球副的點(diǎn)，創(chuàng)建約束副。如下圖 4.7 所示：圖 4.7 創(chuàng)建下控制臂外球鉸副按照上面方法，同理創(chuàng)建以下：旋轉(zhuǎn)副：GroundPOINT_2； 球鉸副：GroundPOINT_7； 連接轉(zhuǎn)向橫拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂，球鉸副的位置為 POINT_8； GroundPOINT_3；固定副：連接轉(zhuǎn)向節(jié)臂和轉(zhuǎn)向節(jié)，固定副的位置為 POINT_6； 連接車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)，固定副的位置為 POINT_6；連接 PART_171 和 PART_18，固定副的位

42、置為 POINT_6；PART_171 PART_19POINT_6； 移動(dòng)副：PART_32POINT_5； 約束副：連接車輪和試驗(yàn)臺(tái)之間的點(diǎn)面，約束副的位置為 Test_Patch.cm； 完成后的模型如圖。圖 4.8、4.9 懸架模型4.3 測(cè)試懸架模型1、添加驅(qū)動(dòng)點(diǎn)擊按，設(shè)置如圖4.10和4.11。圖4.10 編輯函數(shù)圖4.11 車輪路面激勵(lì)點(diǎn)擊按，其他不變就行。然后點(diǎn)擊開 開始仿真。2、測(cè)量主銷內(nèi)傾角選4.12 所示。具體操作如下：圖 4.12 函數(shù)編輯器首先，輸入反正切函數(shù)“ATAN（）”；“Displacement”中的“Displacement along X”，4.13所示，

43、按“OK”，就可以智能完成表達(dá)式。圖 4.13 測(cè)量?jī)牲c(diǎn)在 X 軸方向距離同樣， 測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同的點(diǎn)在 Y 軸方向的距離時(shí)， 選擇選擇“Displacement” 中的“Displacement along Y”，設(shè)置如圖 4.14，按“OK”，系統(tǒng)智能完成表達(dá)式.如圖 4.15 所示，按“OK”即完成編輯。表達(dá)式：PI/2-ATAN(DY(MARKER_264,MARKER_255)/DX(MARKER_264,MARKER_255)4.15 圖 4.14 測(cè)量?jī)牲c(diǎn)在 Y 軸方向距離圖 4.15 函數(shù)編輯器圖 4.16 主銷內(nèi)傾角變化曲線 PAGE PAGE 383、測(cè)量主銷后傾角選（Meas

44、ure Name） 欄輸入：Caster_Angle11，屬性（GeneralAttributes）的單位（Units）欄中選擇“angle”，上同，編輯了主銷后傾角的函數(shù)表達(dá)式：PI/2+ATAN(DY(MARKER_264,MARKER_255)/DZ(MARKER_264,MARKER_255)由圖 4.17 得到，主銷的后傾角不是固定的1.386，而是在1.27到1.50的范圍內(nèi)變化的。圖 4.17 主銷后傾角變化曲線4、測(cè)量車輪外傾角創(chuàng)建新的函數(shù)。名稱欄輸入：Camber_Angle1，屬性為“angle”，得到函數(shù)表達(dá)式：ATAN（DY（MARKER_191, MARKER_90）

45、/DX（MARKER_191, MARKER_90）4.18 0.74到1.55 之間不是固定為0.31。圖 4.18 前輪外傾角變化曲線5、測(cè)量車輪接地點(diǎn)側(cè)向滑移量創(chuàng)建新的函數(shù)。名稱為：Sideways_Displacement，單位：“l(fā)ength”，編輯車輪接地點(diǎn)側(cè)向滑移量的函數(shù)表達(dá)式：DX（MARKER_247, MARKER_248）按“OK”，得到測(cè)量曲線如圖，變化范圍-8.5mm 到 8.0mm。6、測(cè)量車輪跳動(dòng)量圖 4.19 車輪側(cè)向滑移量曲線創(chuàng)建新的測(cè)量函數(shù)。名稱：Wheel_Travel，單位:上同，編輯：DY（MARKER_274, MARKER_248）按“OK”，結(jié)果

46、如圖 4.20 所示。圖 4.20 車輪跳動(dòng)量曲線7、測(cè)量前輪前束創(chuàng)建新的測(cè)量函數(shù)。名稱：Toe_Angle，單位：“angle”，編輯：ATAN（D（MARKER_191, MARKER_90）/DX（MARKER_191, MARKER_90）結(jié)果如圖 4.21。曲線在-0.520.55之間波動(dòng)圖 4.21 前輪前束角變化曲線8、創(chuàng)建懸架特性曲線在最后一個(gè)選項(xiàng)欄中，選擇定制曲線。按。鈕，系統(tǒng)進(jìn)入定。制曲線窗?？?。調(diào)試后，得到的結(jié)果如下面的一組圖：圖 2.22 主銷內(nèi)傾角隨車輪跳動(dòng)的變化曲線圖 2.23 主銷后傾角隨車輪跳動(dòng)的變化曲線圖 2.24 前輪外傾角隨車輪跳動(dòng)的變化曲線圖 2.25

47、前輪前束隨車輪跳動(dòng)的變化曲線圖 2.26 前輪接地點(diǎn)側(cè)向滑移量隨車輪跳動(dòng)的變化曲線4.4 仿真結(jié)果的分析（1）主銷內(nèi)傾角的變化4.23 可以看出， 9.168.010.1之間。屬于允許范圍（813。）（2）主銷后傾角的變化4.241.271.50區(qū)間。比較偏小。23。（3）前輪外傾角的變化1左右就好。4.25 中可看出，本文所設(shè)計(jì)的汽車的車輪外傾角從-0.75 1.56，變化范圍值達(dá)2.31。因此前輪外傾角還有待于優(yōu)化。（4）前輪接地點(diǎn)側(cè)向滑移量0 6mm 4.27 可以看出該懸架系統(tǒng)的側(cè)向滑移量變化比正常-8.5mm （5）前輪前束4.26 可0.56，反方向的最大值為-0.530.99。一

48、般性的， 012mm，所以仿真結(jié)果在許用范圍內(nèi)。結(jié)論本文基于某緊湊型的SUV汽車，進(jìn)行了前懸架的設(shè)計(jì)，分析了設(shè)計(jì)要求，再結(jié)合所選車型本身的情況，最后可以確定前懸架的類型為麥弗遜獨(dú)立懸架。再進(jìn)行懸架設(shè)計(jì)之前先了解了懸架設(shè)計(jì)的步驟和必要的計(jì)算以及校核數(shù)據(jù)，對(duì)汽車底盤有了更深的了解和認(rèn)識(shí)， 同時(shí)，在進(jìn)行比較分析的過程中，用標(biāo)準(zhǔn)要求來進(jìn)行書籍選擇，設(shè)計(jì)出汽車前懸架的各個(gè)零部件的類型和參數(shù)。對(duì)于第二個(gè)部分： 仿真， 先使用ProE 軟件建模以后再導(dǎo)入ADAMS/View中進(jìn)行仿真，并且對(duì)評(píng)價(jià)懸架使用性能的各個(gè)參量進(jìn)行了分析，分析得出主銷內(nèi)傾角正常，汽車回正功能狀態(tài)良好；主銷后傾角偏小，懸架穩(wěn)定性不夠；前

49、輪外傾角過大，可能會(huì)導(dǎo)致汽車操縱不夠輕便進(jìn)而安全性能下降；前輪接地側(cè)向滑移量過大，可能導(dǎo)致輪胎壽命下降，更換周期變快；而前輪前束的數(shù)據(jù)在正常范圍里面，汽車保持直線行駛的能力即較強(qiáng)。對(duì)該汽車的前懸架系統(tǒng)的性能做了初步的評(píng)估后，得出各項(xiàng)性能指標(biāo)還有待優(yōu)化改進(jìn)的結(jié)論。參考文獻(xiàn)1余志生. 汽車構(gòu)造（第六版）M. 機(jī)械工業(yè)出版社, 20172王霄鋒.汽車底盤設(shè)計(jì)M.北京:清華大學(xué)出版社,2010.172-218.3Hamid Reduced vibration of off-road vehicle nonlinear suspension system using an ad aptive integ

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